PLC、变频器与人机界面实战手册(三菱篇)

目 录 前言 第1章 PLC基础与三菱PLC入门实战1 1.1 PLC与PLC控制1 1.1.1 什么是PLC1 1.1.2 PLC控制与继电器控制比较1 1.2 PLC种类与特点2 1.2.1 PLC的种类2 1.2.2 PLC的特点3 1.3 PLC的组成与工作原理4 1.3.1 PLC的组成框图4 1.3.2 CPU与存储器5 1.3.3 输入接口电路5 1.3.4 输出接口电路5 1.3.5 通信接口、扩展接口与电源6 1.3.6 PLC的工作方式7 1.3.7 用实例讲解PLC控制电路的软、硬件工作过程8 1.4 三菱PLC入门实战9 1.4.1 三菱FX3U 系列PLC硬件介绍9 1.4.2 PLC控制双灯先后点亮的硬件电路及说明9 1.4.3 DC24V电源适配器与PLC的电源接线12 1.4.4 编程电缆及驱动程序的安装13 1.4.5 编写程序并下载到PLC14 1.4.6 实物接线17 1.4.7 通电测试17 第2章 三菱FX3U 系列PLC介绍19 2.1 三菱FX3U 、FX3UC 系列PLC介绍19 2.1.1 三菱FX3U 系列PLC说明19 2.1.2 三菱FX3UC 系列PLC说明20 2.2 三菱FX系列PLC的电源、输入和输出端子接线21 2.2.1 电源端子的接线21 2.2.2 三菱FX1/FX2/FX3GC/FX3UC 系列PLC的输入端子接线23 2.2.3 三菱FX3SA/FX3S/FX3GA/FX3G/FX3GE/FX3U 系列PLC的输入端子接线24 2.2.4 接近开关与PLC输入端子的接线26 2.2.5 输出端子接线28 2.3 三菱FX系列PLC的软元件介绍30 2.3.1 输入继电器和输出继电器30 2.3.2 辅助继电器31 2.3.3 状态继电器34 2.3.4 定时器34 2.3.5 计数器36 2.3.6 数据寄存器38 2.3.7 扩展寄存器和扩展文件寄存器39 2.3.8 变址寄存器39 2.3.9 常数39 第3章 三菱PLC编程与仿真软件的使用40 3.1 编程基础40 3.1.1 编程语言40 3.1.2 梯形图的编程规则与技巧41 3.2 三菱GX Developer编程软件的使用42 3.2.1 软件的启动与窗口及工具说明42 3.2.2 创建新工程45 3.2.3 编写梯形图程序45 3.2.4 梯形图的编辑50 3.2.5 查找与替换功能的使用53 3.2.6 读取并转换FXGP/WIN格式文件55 3.2.7 在线监视PLC程序的运行56 3.3 三菱GX Simulator仿真软件的使用58 3.3.1 仿真操作58 3.3.2 软元件监视59 3.3.3 时序图监视60 第4章 基本指令的使用与实例61 4.1 基本指令说明61 4.1.1 逻辑取及驱动指令61 4.1.2 触点串联指令61 4.1.3 触点并联指令62 4.1.4 串联电路块的并联指令63 4.1.5 并联电路块的串联指令63 4.1.6 边沿检测指令64 4.1.7 多重输出指令65 4.1.8 主控和主控复位指令66 4.1.9 取反指令68 4.1.10 置位与复位指令69 4.1.11 结果边沿检测指令69 4.1.12 脉冲微分输出指令70 4.1.13 空操作指令71 4.1.14 程序结束指令71 4.2 PLC基本控制电路与梯形图72 4.2.1 起动、自锁和停止控制的PLC电路与梯形图72 4.2.2 正、反转联锁控制的PLC电路与梯形图73 4.2.3 多地控制的PLC电路与梯形图74 4.2.4 定时控制的PLC电路与梯形图74 4.2.5 定时器与计数器组合延长定时控制的PLC电路与梯形图77 4.2.6 多重输出控制的PLC电路与梯形图78 4.2.7 过载报警控制的PLC电路与梯形图79 4.2.8 闪烁控制的PLC电路与梯形图80 4.3 喷泉的三菱PLC控制实例81 4.3.1 系统控制要求81 4.3.2 I/O端子及输入/输出设备81 4.3.3 PLC控制电路81 4.3.4 PLC控制程序及说明81 4.4 交通信号灯的三菱PLC控制实例83 4.4.1 系统控制要求83 4.4.2I/O端子及输入/输出设备84 4.4.3 PLC控制电路84 4.4.4 PLC控制程序及说明84 第5章 步进指令的使用与实例87 5.1 状态转移图与步进指令87 5.1.1 顺序控制与状态转移图87 5.1.2 步进指令说明88 5.1.3 步进指令在两种编程软件中的编写形式89 5.1.4 状态转移图分支方式90 5.1.5 步进指令编程注意事项90 5.2 液体混合装置的三菱PLC控制实例91 5.2.1 系统控制要求91 5.2.2 I/O端子及输入/输出设备91 5.2.3 PLC控制电路92 5.2.4 PLC控制程序及说明93 5.3 简易机械手的三菱PLC控制实例95 5.3.1 系统控制要求95 5.3.2 I/O端子及输入/输出设备95 5.3.3 PLC控制电路96 5.3.4 PLC控制程序及说明96 5.4 大小铁球分拣机的三菱PLC控制实例98 5.4.1 系统控制要求98 5.4.2 I/O端子及输入/输出设备98 5.4.3 PLC控制电路99 5.4.4 PLC控制程序及说明99 第6章 应用指令的使用与实例102 6.1 应用指令基础102 6.1.1 应用指令的格式102 6.1.2 应用指令的规则102 6.2 应用指令的使用说明及举例104 6.2.1 程序流程类指令104 6.2.2 比较与传送类指令108 6.2.3 四则运算与逻辑运算类指令113 6.2.4 循环与移位类指令117 6.2.5 数据处理类指令120 6.2.6 高速处理类指令122 6.2.7 外部I/O设备类指令124 6.2.8 时钟运算指令127 6.2.9 触点比较类指令129 第7章 PLC的扩展与模拟量模块的使用133 7.1 PLC的扩展133 7.1.1 扩展输入/输出的编号分配133 7.1.2 特殊功能单元/模块的单元号分配134 7.2 模拟量输入模块134 7.2.1 外形与规格134 7.2.2 接线端子与接线135 7.2.3 电压/电流输入模式的设置136 7.2.4 设置偏置和增益改变输入特性137 7.2.5 读取AD转换成的数字量139 7.2.6 测量平均次数的设置140 7.2.7 AD模块初始化(恢复出厂值)的程序140 7.3 模拟量输出模块141 7.3.1 外形141 7.3.2 接线端子与接线141 7.3.3 电压/电流输出模式的设置142 7.3.4 设置偏置和增益改变输出特性143 7.3.5 两种向DA模块写入数字量的程序145 7.3.6 DA模块初始化(恢复出厂值)的程序146 7.4 温度模拟量输入模块1467.4.1 外形和规格146 7.4.2 PT100型温度传感器与模块的接线146 7.4.3 不同温度单位的输入特性与设置147 7.4.4 温度值的存放与读取149 7.4.5 测量平均次数的设置150 7.4.6 错误状态的读取与清除150 第8章 三菱变频器的使用153 8.1 变频器的基本结构原理153 8.1.1 异步电动机的两种调速方式153 8.1.2 两种类型的变频器结构与原理153 8.2 三菱FR- A740型变频器的面板组件介绍155 8.2.1 外形155 8.2.2 面板的拆卸与安装155 8.2.3 变频器面板及内部组件说明155 8.3 变频器的端子功能与接线157 8.3.1 总接线图157 8.3.2 主回路端子接线及说明158 8.3.3 输入/输出端子功能说明159 8.4 变频器操作面板的使用164 8.4.1 操作面板说明164 8.4.2 运行模式切换164 8.4.3 输出频率、电流和电压监视165 8.4.4 输出频率设置166 8.4.5 参数设置166 8.4.6 参数清除167 8.4.7 变频器之间参数复制167 8.4.8 面板锁定168 8.5 变频器的运行操作168 8.5.1 面板操作168 8.5.2 外部操作169 8.5.3 组合操作171 8.6 常用参数说明173 8.6.1 用户参数组读出选择参数174 8.6.2 运行模式选择参数174 8.6.3 转矩提升参数175 8.6.4 频率相关参数175 8.6.5 起动、加减速控制参数178 8.6.6 点动控制参数178 8.6.7 瞬时停电再起动参数179 8.6.8 负载类型选择参数180 8.6.9 MRS端子输入选择参数180 8.6.10 禁止写入和逆转防止参数181 8.6.11 高、中、低速设置参数181 8.6.12 电子过电流保护参数181 8.6.13 端子2、4设定增益频率参数182 第9章 变频器应用电路183 9.1 电动机正转控制电路与参数设置183 9.1.1 开关操作式正转控制电路183 9.1.2 继电器操作式正转控制电路183 9.2 电动机正反转控制电路与参数设置183 9.2.1 开关操作式正反转控制电路185 9.2.2 继电器操作式正反转控制电路185 9.3 工频/变频切换电路与参数设置186 9.3.1 变频器跳闸保护电路186 9.3.2 工频与变频切换电路186 9.3.3 参数设置188 9.4 多档速度控制电路与参数设置189 9.4.1 多档转速控制说明189 9.4.2 多档转速控制参数的设置189 9.4.3 多档转速控制电路190 9.5 PID控制电路与参数设置191 9.5.1 PID控制原理191 9.5.2 PID控制参数设置192 9.5.3 PID控制应用举例193 第10章 变频器的选用、安装与维护195 10.1 变频器的选用195 10.1.1 额定值195 10.1.2 选用195 10.2 变频器外围设备的选用196 10.2.1 主电路外围设备的接线196 10.2.2 熔断器的选用196 10.2.3 断路器的选用196 10.2.4 交流接触器的选用197 10.2.5 热继电器的选用198 10.3 变频器的安装、调试与维护198 10.3.1 安装与接线198 10.3.2 调试201 10.3.3 常见故障及原因202 第11章 PLC与变频器综合应用204 11.1 PLC以开关量方式控制变频器的硬件连接与实例204 11.1.1 PLC以开关量方式控制变频器的硬件连接204 11.1.2 PLC以开关量方式控制变频器实例一204 11.1.3 PLC以开关量方式控制变频器实例二207 11.2 PLC以模拟量方式控制变频器的硬件连接与实例210 11.2.1 PLC以模拟量方式控制变频器的硬件连接210 11.2.2 PLC以模拟量方式控制变频器实例210 第12章 三菱人机界面介绍218 12.1 触摸屏基础知识218 12.2 三菱GS21系列人机界面简介218 12.2.1 型号含义与面板说明218 12.2.2 技术规格220 12.3 人机界面与其他设备的连接221 12.3.1 人机界面与三菱FX系列PLC的以太网连接221 12.3.2 人机界面与三菱FX系列PLC的RS- 232/RS- 422连接221 12.3.3 人机界面与西门子S7- 200 PLC的RS- 232连接222 12.3.4 人机界面与西门子S7- 300/400 PLC的RS- 232连接223 第13章 三菱GT Works3组态软件快速入门226 13.1 GT Works3软件的安装226 13.2 用GT Works3软件组态和仿真一个简单的画面工程227 13.2.1 工程的创建与保存227 13.2.2 GT Designer3软件界面组成229 13.2.3 组态人机界面画面工程230 13.2.4 人机界面、PLC与仿真器235 13.2.5 编写PLC程序并启动PLC仿真器236 13.2.6 启动人机界面仿真器236 13.2.7 画面工程的仿真测试237 第14章 GT Works3软件常用对象的使用239 14.1 数值输入/显示对象的使用举例239 14.1.1 组态任务239 14.1.2 组态数值输入对象239 14.1.3 组态文本对象241 14.1.4 组态数值显示对象242 14.1.5 组态字开关对象243 14.1.6 画面操作测试244 14.2 字符串显示/输入对象的使用举例245 14.2.1 组态任务245 14.2.2 组态字符串输入对象246 14.2